Atmosphärischer Mikrogasturbinen-Brennerprüfstand („ATM Labor“)



Zur Untersuchung und Charakterisierung von Brennersystemen für Mikrogasturbinen unter realen Brennkammereintrittstemperaturen und atmosphärischen Druckbedingungen werden im „ATM-Labor“ flexible, optisch zugängliche Einzelbrennerprüfstände betrieben.

Im Fokus der Forschungsaktivitäten im ATM-Labor stehen vor allem die detaillierte experimentelle  Analyse neu entwickelter emissionsarmer, brennstoff-flexibler, ein- und mehrstufiger Brennersystemkonzepte für unterschiedliche Leistungsklassen unter technisch relevanten Bedingungen. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten liegt auf der Bestimmung des stabilen Betriebsbereiches und der Entwicklung von Regel- und Betriebskonzepten. Mit den gewonnenen Ergebnissen werden die zuvor numerisch ausgelegten Brennersysteme in Hinblick auf ihren Einsatzbereich in der Mikrogasturbine optimiert, bevor sie im letzten Schritt in der Gasturbine eingesetzt werden.

Das Labor verfügt über den Platz für zwei getrennte Prüfstände mit einer Luftvorheizung von bis zu 800°C. Durch Modularisierung und flexible Anschlüsse der mobilen Prüfstände können diese im ATM-Labor parallel gerüstet werden. Diese Flexibilität ermöglicht zeitoptimierte Rüst- und Versuchszeiten.

Zur Untersuchung von Brennern mit verschiedenen Brennstoffen ist das Labor neben Erdgas- (bis 18 bar) und Druckluftversorgung (bis 12 bar) mit einer Versorgung von geringen gasförmigen und flüssigen Brennstoffmengen mittels Gasflaschen/Flüssigbrennstoffschrank ausgerüstet. Die Erweiterung einer Synthesegasanlage, welche die jeweils geforderte Gasmischung aus Einzelgasen (wie z.B. H2, O2, CH4, CO, CO2 u.a.) zusammenstellt, sowie der Anschluss zu einem Gaslager zur Lagerung großer Brennstoffmengen für einen Dauerbetrieb befinden sich im Aufbau.

Ein umfangreiches Prozessleit- und Messdatenerfassungssystem dienen der Überwachung, Steuerung und Erfassung der laufenden Prozesse und Messungen. Zur Grundausstattung gehört neben einer Abgasanalyse (O2, CO, CO2, NO, NO2, UHC, H2O) zur kontinuierlichen Bestimmung der Schadstoffemissionen eine OH* Chemilumineszenz Kamera zur Erfassung der Flammenform, -ausbreitung und –lage. Darüber hinaus werden Laser-basierte Verfahren der Abteilung für Verbrennungsdiagnostik zur detaillierteren Betrachtung der Strömungs- und Verbrennungsvorgänge verwendet.

 Atmosphärischer Mikrogasturbinen-Brennerprüfstand
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